临近营业线挖孔桩石方爆破施工技术

张继平

（中铁十九局集团第一工程有限公司 辽宁辽阳 111000）



临近营业线挖孔桩石方爆破施工技术

张继平

（中铁十九局集团第一工程有限公司 辽宁辽阳 111000）

摘要：工程采取控制爆破、导爆管击发针起爆方式等施工技术，解决紧邻营业线实施挖孔桩开挖技术难题，确保行车设备安全和铁路运输畅通，为同类工程施工积累经验。

关键词：临近营业线 控爆 防护

1　工程概述

为调整、优化股道半径，确保路基边坡稳定，改建西康二线工程在西康线小河镇车站站内北端咽喉处K185+740-K185+880段线路左侧既有路堑边坡上设置了29根抗滑桩。抗滑桩截面2.0×3.0 m，中心间距5 m，桩长20 m，其中，路基面以上长约10 m，路基面以下长约10 m；桩靠近既有线边距既有股道中心线间距5.5～9.9 m；抗滑桩涉及地层主要有第四系上更新统冲击膨胀土、粉细砂，下伏泥盆系中统千枚岩等。

2　施工难点与重点

受地理环境、地质条件等因素所限，抗滑桩施工难度及安全风险较大，主要有以下四方面：

（1）工作面狭小。桩顶大都位于既有路堑浆砌片石边坡上，所有施工均需搭设工作平台。

（2）原材料及弃碴运输困难。施工现场仅有既有路堑浆砌片石边坡的中部平台（宽约2.0 m）可作为施工便道，施工所有的钢材、混凝土、地材及挖孔桩内的弃碴均需经此便道运输。

（3）紧邻营业线，控爆施工对营业线设备安全构成较严重威胁，安全风险较大。为确保铁路运输顺畅，必须采取切实有效的安全防护措施。

（4）因距离铁路接触网较近，路基面以上挖孔桩不能采用控爆施工，只能使用风镐开挖，并通过卷扬机将弃碴升至作业平台，再用人力小推车推走，施工效率低下。

3　施工方案

根据现场实际情况，拟定本工程施工方案为：

（1）为确保既有路基边坡稳定，抗滑桩施工采用隔二挖一的施工方案，分三循环完成。其中，第一、二循环施工10根桩，第三循环施工9根桩。

（2）路基面以上挖孔桩开挖采用小型空压机带动风镐凿岩，通过卷扬机将弃碴运至平台上，再用小推车人工运走的施工方案；路基面以下挖孔桩石方爆破开挖采用控制爆破方案，爆破作业必须在施工“天窗”点内完成。控制爆破施工工序：爆破设计→测量放样布眼→钻孔→装药→爆破→挖运弃碴→整修成型→浇筑护壁→循环钻孔、装药、爆破、挖运弃碴、整修成型、浇筑护壁过程，直到设计高程。

（3）采用导爆管击发针方式代替电雷管起爆方式，以解决在营业线接触网不停电情况下，紧邻营业线进行爆破作业不能使用普通电雷管起爆的技术问题。

（4）导爆管击发针方式起爆系统为：各炮孔导爆管—主起爆导爆管—起爆针—铜芯电线—起爆器。

施工前，对爆破施工影响范围内的营业线设备进行有效物理隔离防护，以确保营业线设备安全。

4　控制爆破设计

根据多年施工经验和现场试爆，确定挖孔桩石方控制爆破方案如下：

4.1炮眼装药量

采用风枪钻眼，选用直径D=42 mm钻头，钻孔直径约45 mm；爆破高度H=0.8 m；炮眼深度L=1.1H；炮眼间距a=1.0～1.2 m；炮眼排距b=0.8 m；q为岩石炸药单耗，取0.45kg/m³。单孔药量：①中心眼不装药；②掏槽眼350 g；③辅助眼300g；④周边眼300 g。

4.2开挖爆破设计主要参数表

段数 　　孔名 孔深（m）孔数（个） 单孔药量（Kg）段装药量（Kg）　　备注1 　　掏槽眼 　1.5 　4 　0.35 　1.4 　　主要指标炮孔数：24个断面积：9.36 m2设计进尺：1.1 m炸药单耗：0.72 kg/m3炮眼利用率0.9 3 　　辅助眼 　1.5 　8 　0.3 　2.4 9 　　周边眼 　1.2 　12 　0.3 　3.6合计 　　24 　　7.4

4.3钻眼布置图

①中心眼3个，垂直向下，每孔1.5 m；

②掏槽眼4个，倾向孔中心3°每孔1.5 m；

③附助眼8个，垂直向下，每孔1.5 m；

④周边眼12个，外倾3°，每孔1.2 m。

图1　炮眼平面布置图

4.4导爆管击发针起爆原理及使用方法

导爆管击发针是在两金属电极之间，利用起爆器，对其电能转化产生火花能从而引爆导爆管雷管的一种电子击发器件，适合各种非电爆破工程和火工品检测使用。其使用方法如下：

①直接把击发针插入非电导爆管内2cm，然后操作起爆器电源开关，将充电开关拨入充电档位，当充电电压1000V-1500V时，应操作引爆。（切勿高电压引爆，防止损坏起爆器内部电子元件）。

②需要在爆破现场接入复导爆破母线时，最好控制爆破母线在150米以内，前方将击发针插入非电导爆管内，再将击发针两条电线接入爆破母线，然后将母线接入起爆器输出夹（端子）上，操作起爆器开关，电压可控制在1000V-1500V即可引爆。

③爆破母线建议采用：单股绝缘铜、铝芯平行复导线（即铜、铝芯为1.0-1.5mm2的平行复导线）。

④当导爆管击发针无法起爆或正常产生火花时可将针头损坏部分剪掉，用磨具砂磨至接近初始状态后方可继续使用（当击发针插入导爆管内过短时应更换新的击发针）。

5　安全防护措施

本工程位于小河镇车站北端咽喉处，地势狭小，地形复杂。开挖抗滑桩紧邻营业线，且位于营业线的左上方，为了确保抗滑桩石方控制爆破安全万无一失，杜绝飞石、滚石、滑块等现象出现。爆破前必须采取行之有效的安全防护。结合现场实际情况，本工程采取了如下防护措施：

5.1在西康线K185+730-K185+890段线路左侧设置物理隔离防护

①顺铁路纵向水沟外沿埋设高度2.6 m的I18工字钢，埋设间隔3 m，I18工字钢露出地面2 m，埋入地下0.6 m，埋入地下部分采用C20混凝土进行模筑，模筑尺寸50 cm长×50 cm宽×60 cm高；竖向工字钢间设置两排水平I18工字钢，其中一排设置在距竖向工字钢顶0.5 m处，两排水平工字钢间距0.5 m，竖向工字钢与水平工字钢采用焊接，使之成为整体框架。

②竖向工字钢之间采用高2 m、厚10 mm的钢板，工字钢与钢板、钢板与钢板之间均采用焊接连接。

③工字钢与Φ25钢筋锚杆相连，锚杆设上下两排，锚杆锚固在既有挡墙内，锚杆长4.5 m，锚固长度3 m，纵向间距3 m。（注意：当竖向工字钢正对抗滑桩时，锚杆连接位置可就近做适当调整，此时锚杆与钢板连接，连接处加设角钢进行焊接）

5.2对接触网支柱及信号设备采取防撞墩防护

对爆破影响范围内的三个接触网支柱和一个信号设备分别设置三面C20混凝土防撞墩，防撞墩设置规格：1.5 m（长）×0.5 m（厚）×1.5 m（高），防撞墩埋入地下0.5 m，露出地面1.0 m。

5.3对井口采取三层覆盖防护

采用Φ25钢筋网片（钢筋间距15 cm*15 cm）一层、专业炮被一层、沙袋一层共三层覆盖，对井口进行防护，预防碎石冲出地面。

6　安全注意事项

（1）施工场地应有序安排，严禁乱堆乱弃；各种材料及施工器材距井口应有一定距离，以防落入井内伤人；施工便道、桩孔四周应按规定设置临边防护和警示标志。

（2）开挖桩孔时，应定期检查桩井内的气体，当发现有害气体浓度超标或开挖深度超过10米时，应向井下送风。

（3）开挖桩孔如遇地下水时，不能持续强抽水，应及时会同设计等有关各方研究处理措施，以免造成严重坍孔。

（4）控制爆破施工，应提前通知相关工务、电务、供电、通信等单位监控人员现场监控。

（5）控制爆破施工，应安排专人统一指挥现场，协调各方面工作，并严格按规定设置驻站联络员和工地防护员，所有防护人员带齐防护备品（响墩、旗子、短路铜线、防护牌、口笛等），并做好防护记录。

（6）控制爆破施工，单孔装药量等主要参数应严格按照控制爆破设计结果实施；装药、爆破等工序，必须在“天窗”点内完成；起爆前5分钟，本孔及临孔的作业人员应全部上到地面，所有施工人员应离开爆破点至少50 m。

（7）提前做好物理隔离被掀翻在线路上、接触网承力索或导线被炸断或损坏等各种突发情况的应急预案，并按照预案配备齐全的抢险工具、机械。

（8）使用导爆管击发针起爆应严格遵守国家现行《爆破安全规程》（GB6722-2011）相关规定。

7　结语

本工程采取控制爆破等施工技术，解决了在铁路接触网不停电情况下，紧邻营业线实施挖孔桩石方爆破开挖施工技术难题，确保了行车设备安全和铁路运输畅通，为同类工程施工积累了经验。

参考文献：

［1］《爆破安全规程》（GB6722-2011），北京，人民交通出版社，2011年

Blasting Technology of the Hole Pile Rock Excavation Close to the Operating Line

ZHANG Ji-ping
（China railway 19th bureau group first engineering co., LTD Liaoyang Liaoning 111000 China）

Abstract：Technologies like the controlled blasting and nonel tube blasting have been adopted in the project and the problem of the hole pile excavation close to the operating line has been solved. This project can provide experience for the future similar construction.

Key words：close to the operating line controlled blasting protection

文献标识码：中国分类号：U615.6A

文章编号：1673-1816（2016）01-0047-04

收稿日期：2015-11-14

作者简介：张继平（1965-），男，辽宁法库人，学士，研究方向土木工程。